掌骨、近節指骨骨折鋼板、交叉及單根克氏針固定的生物力學對比

姜志剛

掌骨、近節指骨骨折鋼板、交叉及單根克氏針固定的生物力學對比

姜志剛

目的利用力學分析方法對三種掌骨、指骨骨折內固定方式進行力學分析，以求最佳內固定方法。方法以國人新鮮尸體手部為標本，利用電子萬能試驗機對使用三種固定方式的標本進行力學測試，并將實驗數據進行對比、統計學分級。結果采用了鋼板內固定的實驗組標本在壓縮試驗、彎曲試驗及骨粘彈性試驗方面較其他兩組更具有優勢。結論應用微型鋼板內固定手部骨折的方法較克氏針固定骨折的方法更具有生物力學優勢，有利于手部骨折的盡早愈合。

微型鋼板，粘彈性；應力松弛；蠕變

1資料與方法

1.1一般資料隨機選用正常國人新鮮尸體手部標本6側，男3例，女3例，年齡21～32歲。用線鋸沿近節指骨及掌骨中段切割標本，人為造成掌骨及近節指骨的中段橫行骨折。實驗組：采用5孔掌骨及近節指骨微型鋼板掌背側面固定骨折。對照組Ⅰ：采用直徑為1.0 mm克氏針交叉內固定骨折。對照組Ⅱ：采用直徑為1.2 mm單根克氏針軸向內固定骨折。測量試件原始尺寸并輸入計算機。

1.2儀器與方法采用AG-10TA型(日本島津公司)自動控制電子萬能實驗機，以50N作為壓縮彎曲的初始基礎量，支座跨距為30mm，以2 mm/min的試驗速度對試件施加壓力，進行壓縮及彎曲實驗，測量試件的承載負荷、強度極限及彎距，由計算機記錄最大載荷、強度極限、彎距數據。

分別對經過預調處理的實驗組對照組縱向和橫向試樣進行實驗。首先向計算機輸入試樣序號、試樣尺寸等參數，設定應力松弛實驗程序。在36.5℃±0.5℃的溫度場下，將試樣置于pH=7.4的生理鹽水槽中，對實驗組和對照組縱向和橫向各6個試樣分別以50%/min和0.5 gPa/min的應變增加速度對試樣施加常應變，從時間t(0)開始采集數據，每0.6 s采集一個數據，采集10次，之后每10 s采集一個數據，采集40次；之后每136 s采集一個數據，采集50個數據，共采集100個數據。

2結果

2.1各組試件壓縮力學性能實驗數據(表1、2)和彎曲力學性能實驗數據(表3、4)表明實驗組與對照組壓縮最大載荷、強度極限、三點彎曲最大載荷、彎距差異顯著。微型鋼板固定在控制斷端彎曲，壓縮方面強度較大。由于鋼板本身強度、剛度加上4枚螺釘與骨質緊密接觸保證了斷端穩定性。

表1第5掌骨不同固定壓縮力學性能數據

表2第2近節指骨不同固定壓縮力學性能數據

表3第5掌骨不同固定三點彎曲力學性能數據

表4第2近節指骨不同固定三點彎曲力學性能數據

2.2各組試件壓縮壓縮應力松弛實驗數據(表5)和壓縮蠕變實驗數據(表6)表明實驗組的骨應力松弛及蠕變介于兩個對照組之間，無顯著差異，對骨的粘彈性影響小。

表1實驗組與對照組應力松弛實驗數據

表2實驗組與對照組蠕變實驗數據

3討論

掌、指骨骨折是手外科常見的創傷性疾病，常為多發性損傷，約占手外傷的1/4。由于手部需要完成多種精細動作，手部骨折后的功能重建極為重要。治療掌、指骨骨折應力求解剖復位，嚴禁有旋轉、側方成角和大于10°的掌背向成角移位。

常規治療掌、指骨骨折的方法有閉合手法復位，指托、石膏或各種支架外固定，克氏針固定，但療效均難滿意，容易產生骨折復位不滿意，不穩定骨折不易維持固定，固定時間較長，容易并發關節僵硬、畸形愈合和骨不連，嚴重地影響了手部功能的康復。內固定方法有效與否、取決于內固定材料本身的強度、剛度、穩定性及與骨組織的接合部位和接合方式[1]。而微型鋼板內固定與上述常規治療方法相比具有以下優點：①適應證較廣。②固定牢固，無需外固定。③不影響手指功能鍛煉。④利于植骨或有肌腱損傷的恢復[2]。

本文將微型鋼板內固定和交叉克氏針及單根克氏針內固定方法進行了生物力學比較,發現應用微型鋼板內固定手部骨折從彎曲強度及抗壓強度明顯優于克氏針固定，且對骨的粘彈性影響微型鋼板固定界于單根克氏針及交叉克氏針固定之間，對骨的粘彈性影響較小。結果表明應用微型鋼板內固定手部骨折,在表面剛度、骨折斷端的穩定性和壓力均優于其他內固定方法；而這些優勢均有助于手部骨折的盡早愈合。

[1]楊國敬，張雷，張力威,等.AO微型鋼板與克氏針治療掌、指骨骨折的療效對比.中華手外科雜志，2006，22(1)：40-42.

[2]唐三元，楊輝,等.克氏針與微型鋼板內固定治療掌指骨骨折的比較.中國骨傷雜志，2004，17(2)：69-70.

130051 吉林省長春市中心醫院骨二科

手部骨折在日常生活中十分常見。由于手部結構復雜，功能特殊，因此應十分重視手部骨折的診斷及治療。本文針對手部掌骨、指骨的不同特點，通過對三種不同內固定方法進行生物力學研究，進而得出具有最佳生物力學的固定方式。